MÔ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT

MƠ PHỎNG PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT KHÍ QUYỂN CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT I Giới thiệu sơ lược phân xưởng chưng cất khí (CDU - Crude Distillation Unit) nhà máy lọc dầu Dung Quất phần mềm Pro/II Giới thiệu sơ lược phân xưởng CDU Phân xưởng CDU xem phân xưởng “cửa ngõ” nhà máy lọc dầu với nhiệm vụ phân tách dầu thô thành phân đoạn nhỏ theo khoảng nhiệt độ sôi khác Phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Dung Quất thiết kế với công suất 6,5 (Triệu dầu thô/năm) tương đương với 812500 (kg/h) (Tính cho 8000 làm việc năm) Phân xưởng CDU thiết kế để vận hành với hai nguồn dầu thô dầu Bạch Hổ Việt Nam dầu Dubai Trung Đông Theo kế hoạch, giai đoạn đầu hoạt động, nhà máy sử dụng nguồn nguyên liệu 100 % dầu thơ Bạch Hổ Sau sử dụng nguồn ngun liệu dầu hỗn hợp (Dầu Mixed) gồm 84,6 % dầu Bạch Hổ 15,4 % dầu Dubai [2] Các sản phẩm phân xưởng CDU Offgas, LPG, Full Range Naphta, Kerosen, LGO, HGO cặn chưng cất khí Hầu hết sản phẩm CDU vào phân xưởng khác nhà máy lọc dầu như: NHT (Unit 012: Naphta Hydrotreatment Unit), KTU (Unit 014: Kerosen Treating Unit), RFCC (Unit 015: Residue Fluidised Catalytic Cracking Unit ) … Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu Dung quất mơ tả hình Theo sơ đồ nhà máy, dịng dầu thơ ngun liệu sau qua hệ thống tiền gia nhiệt (Preheater), tách muối gia nhiệt lò đến nhiệt độ yêu cầu trước đưa vào tháp chưng cất T-1101 (Main fractionator) Tại dầu thơ phân tách thành sản phẩm: - Over head – Phần đỉnh Phần đưa qua hệ thống ngưng tụ làm nguội phân tách để tách nước khỏi dòng Hydrocarbon lỏng trước cho dòng hydrocarbon vào tháp ổn định T-1107 (Stabiliser) Tháp ổn định phân tách sản phẩm Offgas, LPG đỉnh Full Range Naphta đáy - Các sản phẩm cạnh sườn Kerosen, LGO HGO lần được lấy từ Side colum T-1102, T-1103 T-1104 - Cặn chưng cất khí lấy đáy tháp T-1101 Các số liệu thiết kế thông số vận hành thiết bị trình bày cụ thể phần mơ phân xưởng Hình 1: Sơ đồ phân xưởng nhà máy lọc dầu Dung Quất Trên hình1 vùng bao bọc khung hình chữ nhật phân xưởng CDU Với hai thiết bị tháp T-1101 (Main FRACTIONATOR) tháp T-1107 (Stabiliser) Hình hình mơ tả tồn cảnh phân xưởng nhìn từ hướng Đơng Nam Tây Nam Hình 2: Mơ hình 3D phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Dung Quất theo hướng Đơng Nam Hình 3: Mơ hình 3D phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Dung Quất theo hướng Tây Nam Nhiệm vụ đề tài “Dầu thơ thay thế” tìm kiếm loại dầu thô khác để dần thay cho dầu Bạch Hổ dầu Dubai Và để đánh giá loại dầu phương diện kỹ thuật, nhóm nghiên cứu cần phải tính tốn, phân tích số liệu dựa liệu loại dầu thô thu thập từ nhiều nguồn khác Q trình tính tốn phân tích cần phải thực tồn nhà máy có phân xưởng CDU Với ý nghĩa đó, chúng tơi tiến hành xây dựng mơ hình phân xưởng CDU phần mềm Pro/II hãng SIMSCI (Mỹ) để tính tốn cân vật chất tất tính chất cần thiết dòng sản phẩm từ CDU Hãng SIMSCI với bề dày kinh nghiệm việc sản xuất cung cấp phần mềm phục vụ cho lĩnh vực cơng nghệ hóa học nói chung cơng nghệ lọc - hóa dầu nói riêng Với nhiều sản phẩm danh tiếng Pro/II, Dynsim, Romeo, PipePhase … nhiều quan, công ty hàng đầu giới lĩnh vực dầu khí (Total, IFP, UOP…) sử dụng đánh giá cao Ngoài nước ta, phần mềm SIMSCI sử dụng nhiều trường có đào tạo ngành cơng nghệ hóa học, lọc - hóa dầu, nhà máy lớn Đạm Phú Mỹ, đơn vị nghiên cứu Trung Tâm Nghiên Cứu Phát Triển Chế Biến Dầu Khí (PVPro)… Và q trình thiết kế số thiết bị nhà máy lọc dầu Dung Quất, Foster Wheeler Energy Limited sử dụng phần mềm Pro/II SIMSCI Những dẫn chứng lí cho phép khẳng định độ tin cậy phần mềm mô có nguồn gốc từ SIMSCI nói chung phần mềm Pro/II nói riêng Mặt khác PVPro có phiên Pro/II 8.0 có quyền mua từ SIMSCI Trên lí chọn phần mềm Pro/II mô phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Dung Quất để phục vụ cho công việc đề tài “Dầu thô thay thế” Vài nét phần mềm Pro/II Như đề cập phần trên, Pro/II sản phẩm tổ hợp SIMSCI Công ty thành lập từ năm 1957 chuyên thiết kế phần mềm mơ dùng cơng nghệ hóa học, đặc biệt ngành cơng nghiệp lọc - hóa dầu Hiện sản phẩm tổ hợp đa dạng, bao gồm phần mềm thiết kế thiết bị, đường ống, tính tốn kinh tế Phần mềm thiết kế mô Pro/II sản phẩm SIMSCI, kết nhiều lần nâng cấp từ năm 1967 đến năm 1988 thức đời với tên gọi Pro/II Hiện phần mềm khơng ngừng nâng cấp có phiên Pro/II 8.1 (Trong đề tài sử dụng phiên 8.0) - Phần mềm sử dụng vào nhiều q trình khác : + Xử lí dầu khí + Tinh chế + Hóa dầu + Polyme + Dược phẩm - Các ứng dụng mô gồm : + Thiết kế trình Hình Biểu tượng phần mềm Pro/II + Ước tính cấu hình thiết bị + Hiện đại hóa nâng cấp thiết bị cũ + Gỡ rối làm thông suốt hệ thống thiết bị + Đánh giá vấn đề môi trường nhà máy + Kiểm tra, tối ưu hóa, cải tiến hiệu suất lợi nhuận nhà máy Tổng quan dự án mô Pro/II cho phép người dùng có nhiều phương pháp lựu chọn để nhập liệu Vì xây dựng sơ đồ cơng nghệ để mơ cần theo bước cho mang tính logic Một ví dụ giao diện phần mềm Pro/II trình bày hình Trình tự q trình mơ đưa sau: Xây dựng sơ đồ Lựa chọn hệ đơn vị Xác định cấu tử cho dự án Chọn phương pháp nhiệt động học tính chất vận chuyển Cung cấp liệu cho dòng thiết bị Cung cấp điều kiện làm việc cho q trình Chạy dự án mơ Đó bước để thực chương trình , thực tế để mơ lưu trình hay phân xưởng bước vơ quan trọng xác lập mơ hình mô Ở bước này, người dùng phải đơn giản hóa sơ đồ cơng nghệ thực, bỏ thiết bị khơng cần thiết, chuyển đổi mơ hình thực thành mơ hình lí thuyết, tinh chỉnh mơ hình Hình5 Giao diện phần mềm Pro/II Sau chương trình chạy in kết quả, tiến hành phân tích so sánh kết mơ giá trị thiết kế để đánh giá độ tin cậy chương trình Các chênh lệch có giá trị mô giá trị thực nghiên cứu để điều chỉnh lại chương trình mơ Pro/II phần mềm mơ tính tốn, q trình mơ trạng thái tĩnh – Mô tả trạng thái hoạt động ổn định hệ thống Kết thu cân vật chất, tính chất hóa lí tính chất đặc trưng sản phẩm chất RVP, điểm vẩn đục, RON Pro/II phần mềm hữu ích, công cụ đắc lực việc mô mơ hình hệ thống trạng thái tĩnh Mặc dù, Pro/II không cho phép thực mô trạng thái động (nghiên cứu thay đổi thông số vận hành chất lượng sản phẩm theo thời gian), nhiên kết hợp Dynsim (một công cụ mô khác SIMSCI) chophép thực mô trạng thái động cho phép mô tả ảnh hưởng việc thay đổi thơng số vận hành q trình làm việc thiết bị (Tài liệu tham khảo [9]) II Mô phân xưởng CDU nhà máy lọc dầu Dung Quất phần mềm mô Pro/II 8.0 Nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng để mô chủ yếu dầu thô Bạch Hổ Các đặc trưng kỹ thuật loại dầu thô lấy dựa theo phân tích Trung tâm nghiên cứu phát triển chế biến dầu khí (RDCPP, 1998) Technip cập nhật lại vào năm 2007 sau:  Thành phần cất: + Đường TBP: Số liệu đường cong TBP dầu thô Bạch Hổ Phân đoạn Phần trăm khối lượng Phần trăm khối lượng tổng Tỉ trọng (Fraction) (Wt %) ( Wt % cummulative) (Density) Lights end 2.86 2.86 - 155-200 1.53 4.39 0.6816 200-315 8.43 12.82 0.7460 315-400 7.24 20.06 0.7734 400-500 8.38 28.44 0.7972 500-600 10.21 38.65 0.8160 600-700 12.11 50.76 0.8285 700-800 12.58 63.34 0.8437 800-900 12.84 76.18 0.8539 900-1050 9.74 85.92 0.8904 >1050 13.81 99.73 0.9313 Mất mát (Loss) 0.27 Bảng 1: Số liệu đường cong TBP tỉ trọng dầu thô Bạch Hổ [2] Thành phần phần nhẹ (Lights end) đưa bảng Các tính chất đặc trưng khác dầu thô Bạch hổ oAPI = 39.2 tương ứng với Cấu tử (Component) Methane Ethane Propane Isobutane n-butane isopentane n-pentane Cyclopentane 2,2-dimetylbutane 2,3-dimetylbutane 2-metyl-pentane 3-metyl-pentane n-hexane Phần trăm khối lượng (wt %) 0.0002 0.0031 0.0327 0.0488 0.2122 0.3741 0.6270 0.0300 0.0243 0.0530 0.3885 0.2099 0.8528 số đặc trưng Kuop = 12.3 Bảng 2: Số liệu thành phần nhẹ (Light end) dầu thô Bạch Hổ [2] Sơ đồ mô phần mềm PRO II 8.0 Dựa vào bảng vẽ PFD Technip FEED, tiến hành xây dựng sơ đồ mơ CDU trình bày hình Đây mơ hình mơ CDU nhà máy lọc dầu Dung quất sử dụng nguyên liệu dầu thô Bạch Hổ từ lúc dầu thô bắt đầu vào nhà máy, tiền gia nhiệt, tách muối vào tháp sau qua NHT tách thành Light Naphtha, Heavy Naphtha Với mục đích chủ yếu xác định tính chất lưu lượng dịng LPG, Light Naphta, Heavy Naphtha, Kerosen, LGO, HGO Cặn chưng cất khí quyển, chúng tơi định rút gọn mơ hình dựa nhận xét sau: - Dầu thô trước nạp liệu vào tháp T-1101 cần phải qua hệ thống gia nhiệt , tách muối…Nhưng q trình ảnh hưởng đến tính chất dầu thô không ảnh hưởng đến kết mô Bởi bỏ qua khâu mô phần lấy điều kiện nạp liệu dầu thô giống tài liệu PFD (Lưu lương: ?; Nhiệt độ: ?; Áp suất: ?) S96 S81 S98 S101 M9 T-1106 T-1105 S100 E10 F10 S99 S57 S97 S103 S104 S102 S94 E-1120 S94-LGO S85 S44 S41 S92 S42 S87 S62 S58 S43 E-1101 E-1103 LGO S63 M3 S65 E-1102 S66 S67 S106 S26 S68 A-1101-D-01 GAS_MAINCOL A-1101-D02 TOPPING S4 D-1103 WATER1 S84 C10- T-1101 S71 S86 S90 S91 S77 E-1107 11 13 S80 14 n/a Result n/a S61 S40 M4 S15 F3 S6 S56 C1 KEROSEN 21 CRUDE-BH LGO-V STEAM2 S5 VAOVAN LPG 10 M1 S50 S11 S S12 E9 11 STA_FEED LGO1 12 S3 13 V1 14 HGO-V S19 S21 E2 15 16 24 25 T-1104 27 S13 F2 T-1103 23 26 E4 SP5 E1 S20 S60 22 S88 S22 P1 E-1113 18 H-1101 S1 16 20 S16 S2 NUOC E-1134 19 S7 T-1102 KER1 15 S78 E-1109 Result OFFGAS_STA 17 E-1105 -10.0740 S79 S89 S76 10.3349 Result P-1110 12 S73 5.9563 Result KER-V 10 M8 P-1101 S39 S18 Calculator Description F1 S82 SP8 S45 S14 S95 SP1 SP6 E-1108 S83 M6 S75 E-1106 E8 F5 S27 S72 S36 S34 M7 F6 S74 S35 CA1 Result E-1111 S70 S32 C3 E6 Calculator Name S69 S93 S29 S46 F4 M5 S105 E-1104 E7 S30 S31 S24 SP7 S64 S28 SP2 C2 S23 C4 S33 S49 SP3 S25 M2 S8 18 T-1107 S54 R-1201 19 20 E3 S10 NAPHTA_FULL HGO1 S17 S9 17 STEAM3 V2 28 STEAM1 RES HGO 29 S59 CA1 E5 - Các dòng lỏng lấy Pumparound thực tế tận dụng nhiệt để sử dụng vào việc đun nóng dầu thơ mục đích khác Hoặc dịng sản phẩm trích ngang Kerosen, LGO, HGO tương tự Nhưng quan tâm đến lưu lượng chất lượng dòng sản phẩm sở tôn trọng công suất Pumpapound, lưu lượng dịng nóng lấy cạnh sườn tháp, chúng tơi rút gọn mơ hình mà không làm ảnh hưởng đến kết mô - Trong thực tế phân xưởng CDU không bao gồm phân xưởng NHT Tuy nhiên cần tìm tính chất dịng Light Naphtha Heavy Naphtha chúng tơi phải xem xét mô phân xưởng NHT Theo sơ đồ cơng nghệ nhà máy dịng Full Range Naphta sau khỏi tháp ổn định T-1107 vào phân xưởng NHT trước qua tháp Naphtha Splitter T-1202 Tuy nhiên số liệu phản ứng xảy NHT chưa có cách cụ Quất theo vẽ PFD CRUDE-BHPRE S48 E-1116 E-1119 E-1117 thể Mặt khác nhược điểm phần mềm Pro/II phần mềm mô khác T thời điểm chưa mô phản ứng với xúc tác rắn cách xác mà đặc biệt nguyên liệu hỗn hợp xem tạo nên từ cấu tử giả Nhiệm vụ NHT xử lí S, N để đảm bảo chất lượng đầu vào cho hai phân xưởng Izomer hóa CCR Hàm lượng S N Full Range Naphta nhỏ Do cách gần ta xem cân vật chất q trình NHT gần khơng thay đổi Như ta cho dịng Full Range Naphta thẳng vào Splitter để tách thành Light Naphta Heavy Naphta mà không cần cho qua NHT Sau rút gọn thu sơ đồ mơ trình bày hình 7: Calculator Name S4 GAS_MAINCOL TOPPING D-1103 CA2 WATER1 T-1101 CA1 Calculator Description E-1111 GAP Kero -Naphta 10.1840 GAP LGO-KER 10.3804 OVERLAP HGO-LGO CA1 4.5990 C101 OFFGAS_STA KER-V P1110 S6 NUOC 1 KER1 T-1102 7 10 10 KEROSEN 11 12 LGO-V 11 13 14 STEAM2 FEED_T1107 14 15 LPG 16 17 FEED_T1202 10 15 11 T-1103 16 17 12 E1 E-1113 13 LGO1 LGO 22 23 14 24 25 19 16 HGO-V STEAM3 FEED M1 STEAM1 24 T-1202 18 19 22 23 26 17 21 WATER 19 21 S3 13 15 CRUDE-BH 18 20 12 18 20 LIGH_NAPHTA HGO1 T-1104 25 HGO T-1107 27 28 29 30 31 20 32 NAPHTA_FULL V2 33 H_NAPHTA 26 RES Hình 7: Sơ đồ mô CDU phần mềm PRO II rút gọn Dựa phân tích trên, kết dòng sản phẩm cần xác định mơ hình đơn giản (hình 7) mơ hình phức tạp (hình 6) gần khơng thay đổi Đặc biệt LPG, Kerosen, 10 Nhìn vào bảng 14 ta thấy sai số nhỏ 5% 6.4 Chạy mô hình có 29 đĩa lí thuyết với ngun liệu dầu Mixed Mơ hình giống trường hợp sử dụng ngun liệu dầu thơ Bạch Hổ Do tập tin input tương tự có thêm liệu dầu thô Dubai tập tin input 6.3 Xét tiêu chuẩn:  Overflash: UNIT 18, 'CA2' Result Name Value Result - -1 OVERFLASH Name 7.34260E-02 2- 200 Undefined Parameter Value Parameter Value - - 7.34260E-02 2- Value - 50 Undefined Dòng Overflash: 7.34% > 5%  Độ phân tách: UNIT 13, 'CA1' Result Name Value - -1 GAP KERO - FULLRANGE NAPHTHA 1.61409E+01 GAP LGO-HGO 8.48427E+00 OVERLAP HGO-LGO 9.63631E+00 4- 200 Undefined Parameter Value Parameter Value - - 8.48427E+00 9.63631E+00 1.61409E+01 50 Undefined 4-  GAP (5% D86 KEROSENE – 95% D86 NAPHTHA) = 16,14 oC > oC  GAP (5% D86 LGO – 95% D86 KEROSENE) = 8.48 oC > oC  OVERLAP (95% D86 LGO – 5% D86 HGO) = 9,63 oC < 20 oC Các tiêu đạt So sánh thông số khác: 40  Tỉ trọng Dịng Mơ Tài liệu Sai số (%) KEROSEN 0.7793 0.778 0.17 LGO 0.8188 0.815 0.46 HGO 0.8489 0.837 1.42 RES 0.8932 0.893 0.02 Bảng 15: So sánh tỉ trọng dịng sản phẩm theo mơ theo tài liệu Các sai số nhỏ 5%  Đường cong ASTM D86 Mô 174 177 182 185 191 202 212 LV % 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% Kerosen Tài liệu 173 180 185 187 198 204 212 sai số (%) 0.9 1.6 1.8 0.9 3.6 0.9 0.1 Mô 221 227 250 271 290 317 327 LGO Tài liệu 219 228 252 275 295 321 331 sai số (%) 0.8 0.5 1.0 1.6 1.6 1.4 1.2 Mô 318 325 346 359 371 400 415 HGO Tài liệu 320 331 354 367 378 404 413 sai số (%) 0.8 1.8 2.2 2.2 1.8 0.9 0.4 Bảng 16: So sánh ASTM D86 dịng sản phẩm theo mơ theo tài liệu Căn vào sai số nhỏ ta thấy mơ hình chấp nhận 6.5 Nhận xét đánh giá lựa chọn mơ hình: Thơng qua tất tính tốn đánh giá bên ta có nhận xét sau:  Mơ hình có số đĩa lí thuyết lớn độ phân tách cao chất lượng sản phẩm tốt  Giữa mơ hình sử dụng số liệu Foster Wheeler (Mơ hình 1) mơ hình sử dụng 29 đĩa lí thuyết tháp T-1101 (Mơ hình 2) có khác số đĩa, vị trí nạp liệu, vị trí lấy sản phẩm trích ngang Nhưng nhìn chung kết hai mơ hình so với số liệu Material Balane sai khác không nhiều số tiêu quan trọng: tỉ trọng, ASTM D86…  Các tiêu chuẩn quan trọng dòng Overflash, GAP OVERLAP đảm bảo so với yêu cầu Basic of Design mặt dù có số đĩa nhỏ trường hợp hiệu suất đĩa 100% nhiều Hai mơ hình có hiệu suất đĩa gần (54.16% 60% ) có kết tương tự nhau, đảm bảo tiêu chuẩn Các sai số tính ssos liệu mô tài liệu nhỏ nhiều so với mứt cho phép la 5% Như cách gần 41 ta dự đốn tăng giảm hiệu suất đĩa khoảng gần với hai mơ hình sai số chấp nhận Mặt khác Foster Wheeler sử dụng số liệu mơ hình để mơ trình thiết kế tháp CDU Cụ thể số liệu nằm Datasheet [8] kèm theo FEED DQR Do mơ hình gần với thiết kế thự tế Với nhận xét định chọn mơ hình tháp T-1101 sử dụng số liệu FW Mơ hình chạy với hai nguồn ngun liệu khác dầu Bạch Hổ dầu Mixed cho kết xác Hồn chỉnh mơ hình Như lựa chọn bên thống sử dụng số liệu lấy từ [8] FW Các tháp T-1107 T – 1202 có số liệu sau: Tháp T-1107 trường hợp 100% dầu Bạch Hổ (8474L-011-PFD-0010-006-0)  Số đĩa thực tế : 32 đĩa (Chưa tính Condenser Reboiler)  Nạp liệu đĩa : 16  Áp suất đỉnh : 7,9 kg/cm2g, nhiệt độ đỉnh : 66 oC  Áp suất đáy : 8.15 kg/cm2g, nhiệt độ đáy: 188 oC Các ràng buộc sử dụng tháp T-1107:  Lưu lượng dòng Offgas đỉnh  Và lưu lượng dòng hồi lưu ngoại Các biến sử dụng :  Công suất Condenser  Công suất Reboiler Tháp T-1202 (Từ tài liệu PFD 928501-110-04-A1)  Số đĩa thực tế : 52 (Chưa tính Condenser Reboiler)  Nạp liệu đĩa : 25  Áp suất đỉnh : 1.1 kg/cm2g, nhiệt độ đỉnh : 85 oC  Áp suất đáy : 1.7 kg/cm2g, nhiệt độ đáy : 148 oC Các ràng buộc sử dụng tháp : 42  Lưu lượng dòng Light Naphtha  Lưu lượng dòng hồi lưu ngoại Các biến sử dụng :  Công suất Condenser  Công suất Reboiler Từ số liệu ta lập mơ hình tháp T-1107 sử dụng số liệu tài liệu (6960011-DS-0102G) với 26 đĩa lí thuyết, nạp liệu đĩa 19 Tháp T-1202 sử dụng 33 đĩa lí thuyết nạp liệu đĩa 16 Tập tin input trường hợp giống phần 6.2 Các tiêu chuẩn sản phẩm thõa mãn Phần ta khảo sát thêm hai dòng Light Naphta Heavy Naphtha hai dòng tách từ tháp T-1202 Dịng LPG khảo sát thành phần hiệu suất Trường hợp dầu Bạch Hổ : Rigorous Column 'T-1107' ITERATIONS, MAXIMUM PER TRIAL 15 TOTAL ALL TRIALS 60 COLUMN SUMMARY NET FLOW RATES TRAY -1C TEMP PRESSURE DEG C KG/CM2G - -51.2 7.40 LIQUID VAPOR FEED PRODUCT KG-MOL/HR DUTIES M*KW - 270.1 HEATER 0.0V 0.0017 39.0L 2.6W 68.2 7.90 285.9 311.7 74.5 7.91 283.3 327.5 79.6 7.92 277.5 324.9 84.6 7.93 272.1 319.2 89.7 7.94 268.5 313.7 94.1 7.95 266.8 310.1 97.7 7.96 266.4 308.5 100.2 7.97 266.3 308.0 10 102.0 7.98 266.3 308.0 11 103.3 7.99 266.0 307.9 12 104.4 8.00 265.3 307.6 13 105.3 8.01 264.0 306.9 14 106.3 8.03 261.6 305.7 43 15 107.8 8.04 256.9 303.3 16 110.5 8.05 246.5 298.5 17 115.9 8.06 222.7 288.1 18 128.8 8.07 178.8 264.3 19 156.7 8.08 1540.2 220.4 20 158.6 8.09 1569.9 486.6 21 160.2 8.10 1590.8 516.3 22 161.9 8.11 1609.3 537.2 23 164.0 8.12 1627.4 555.7 24 167.4 8.13 1644.8 573.8 25 173.7 8.14 1655.2 591.2 26R 188.1 8.15 1095.2L 601.6 1053.6L 0.0054 FEED AND PRODUCT STREAMS TYPE STREAM PHASE - FROM TO LIQUID FLOW RATES HEAT RATES TRAY TRAY FRAC KG-MOL/HR M*KW 19 1.0000 1095.24 0.0106 FEED FEED_T1107 LIQUID PROD OFFGAS_STA VAPOR 0.02 0.0000 PROD LPG LIQUID 39.04 0.0001 PROD NUOC WATER 2.58 0.0000 PROD NAPHTA_FULL LIQUID 26 1053.60 0.0142 OVERALL MOLE BALANCE, (FEEDS - PRODUCTS) OVERALL HEAT BALANCE, (H(IN) - H(OUT) 0.00 ) -1.1199E-14 SPECIFICATIONS SPECIFICATION NUMBER PARAMETER TRAY COMP SPECIFICATION SPECIFIED CALCULATED TYPE NO NO TYPE VALUE - - (ACTIVE) STRM OFFG WT RATE 1.000E+00 1.000E+00 (ACTIVE) UNIT T-11 WT REFLUX 1.509E+04 1.509E+04 - VALUE Currently using rigorous calculations Kết cho thấy nhiệt độ áp suất đỉnh đáy Condenser đầu tương đương với số liệu bảng vẽ PFD (8474L-011-PFD-0010-006-0) ta không khống chế thơng số Vì ta thấy tháp T-1107 mơ hình sát với số liệu thực tế Xét dòng LPG : 44 STREAM 'LPG' TOTAL RATE, KG-MOL/HR TEMPERATURE, C PRESSURE, KG/CM2G MOLECULAR WEIGHT LIQUID 39.0379 39.0379 51.18 51.18 7.40 7.40 55.8687 55.8687 FRACTION 1.0000 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL 1715.3517 1715.3517 0.7154 0.7154 - H2 0.0000 0.0000 - NH3 0.0000 0.0000 - H2S 0.0000 0.0000 - H2O 1.3917E-03 1.3917E-03 - METHANE 2.5732E-03 2.5732E-03 - ETHANE 0.0214 0.0214 - PROPANE 0.1538 0.1538 - IBUTANE 0.1572 0.1572 - BUTANE 0.6160 0.6160 0.0000 0.0000 CP, KCAL/KG-C MOLAR COMPOSITIONS 10 - 22PR 11 - IPENTANE 0.0437 0.0437 12 - PENTANE 3.8608E-03 3.8608E-03 13 - CYPNTANE 4.5692E-06 4.5692E-06 14 - 22MB 2.4816E-07 2.4816E-07 15 - 23MB 1.2833E-08 1.2833E-08 16 - 2MP 4.7015E-08 4.7015E-08 17 - 3MP 6.2233E-09 6.2233E-09 18 - HEXANE 3.4591E-09 3.4591E-09 19 - NBP 65 4.9618E-09 4.9618E-09 20 - NBP 77 8.1338E-11 8.1338E-11 21 - NBP 88 5.5899E-13 5.5899E-13 22 - NBP 100 3.4150E-15 3.4150E-15 23 - NBP 114 8.0757E-18 8.0757E-18 24 - NBP 128 2.7520E-20 2.7520E-20 25 - NBP 141 4.5820E-23 4.5820E-23 26 - NBP 156 3.7081E-26 3.7081E-26 27 - NBP 169 2.1257E-29 2.1257E-29 28 - NBP 183 0.0000 0.0000 29 - NBP 197 0.0000 0.0000 30 - NBP 211 0.0000 0.0000 45 Kết Pro/II cho thấy lưu lượng LPG 39.0379 (kmol/h) tương đương với 2181 (kg/h) nên cân vật chất phù hợp Thành phần LPG chủ yếu C3 C4 chiếm tới 92.7 % Do kết hợp lí Kết tháp T-1202 Rigorous Column 'T-1202' ITERATIONS, MAXIMUM PER TRIAL 15 TOTAL ALL TRIALS 31 COLUMN SUMMARY NET FLOW RATES TRAY TEMP PRESSURE DEG C KG/CM2G - LIQUID VAPOR FEED PRODUCT KG-MOL/HR 70.6 1.10 1353.1 80.3 1.10 1344.9 1628.8 86.0 1.12 1348.8 1620.6 89.0 1.14 1351.8 1624.5 90.7 1.16 1352.7 1627.5 91.7 1.18 1352.5 1628.4 92.5 1.20 1351.7 1628.2 93.2 1.22 1350.6 1627.5 275.7L 93.9 1.24 1349.0 1626.3 10 94.5 1.25 1346.9 1624.7 11 95.3 1.27 1343.6 1622.6 12 96.1 1.29 1337.6 1619.3 13 97.2 1.31 1324.6 1613.3 14 98.9 1.33 1289.9 1600.3 15 102.9 1.35 1193.2 1565.6 16 113.4 1.37 2223.1 1468.9 17 115.8 1.39 2244.9 1445.2 18 117.2 1.41 2257.6 1467.0 19 118.3 1.43 2265.7 1479.7 20 119.2 1.45 2271.7 1487.8 21 119.9 1.47 2276.6 1493.8 22 120.7 1.49 2281.0 1498.7 23 121.6 1.51 2284.9 1503.1 24 122.4 1.53 2288.5 1507.0 25 123.4 1.55 2291.6 1510.6 26 124.5 1.56 2294.0 1513.7 27 125.9 1.58 2295.0 1516.1 DUTIES M*KW - - 1C HEATER 0.0123 1053.6M 46 28 127.6 1.60 2293.7 1517.1 29 129.9 1.62 2288.2 1515.8 30 133.1 1.64 2275.4 1510.3 31 137.9 1.66 2250.6 1497.5 32 145.5 1.68 2207.3 1472.7 33R 157.4 1.70 1429.4 777.9L 0.0137 FEED AND PRODUCT STREAMS TYPE STREAM PHASE FROM - TO LIQUID FLOW RATES HEAT RATES TRAY TRAY FRAC KG-MOL/HR M*KW 16 0.9718 1053.60 0.0085 FEED FEED_T1202 MIXED PROD LIGH_NAPHTA LIQUID 275.71 0.0010 PROD H_NAPHTA LIQUID 33 777.89 0.0089 OVERALL MOLE BALANCE, (FEEDS - PRODUCTS) OVERALL HEAT BALANCE, (H(IN) - H(OUT) -9.9920E-14 ) -4.8209E-13 SPECIFICATIONS SPECIFICATION NUMBER - PARAMETER TRAY COMP SPECIFICATION SPECIFIED CALCULATED TYPE NO NO TYPE VALUE VALUE - - (ACTIVE) STRM LIGH WT RATE 2.194E+04 2.194E+04 (ACTIVE) UNIT T-12 WT REFLUX 1.077E+05 1.077E+05 Currently using rigorous calculations Ta thấy lưu lượng dòng tương đương với cân vật chất Material Balane Các thông số vận hành xấp xỉ với thông số thực tế Như mơ hình tháp chấp nhận Ta tiếp tục xét dòng sản phẩm tháp Light naphtha heavy naphtha Và so sánh kết dịng với tài liệu có  Tỉ trọng: Dịng Mơ Tài liệu Sai số (%) LIGHT NAPHTHA 0.651 0.650 0.14 HEAVY NAPHTHA 0.729 0.741 1.61 Bảng17: So sánh tỉ trọng LN HN mô tài liệu Tỉ trọng xác  Đường cong ASTM D86: 47 LV % 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% LIGHT NAPHTA Tài Mô sai số (%) liệu 35 47 25.7 49 49 0.2 47 55 14.6 61 60 1.2 64 64 0.6 65 68 4.6 72 78 7.6 HEAVY NAPHTHA Mô Tài sai số (%) liệu 100 90 11.6 106 107 0.8 120 122 1.5 128 130 1.9 138 140 1.6 155 156 0.4 166 165 0.6 Bảng18: So sánh ASTM D86 LN HN mô tài liệu Bảng cho thấy sai số khoảng nhiệt độ sơi hầu hết nhỏ Tuy nhiên có chỗ sai số lớn Nguyên nhân ảnh hưởng việc ta cho dòng Full Range Naphtha từ T-1107 qua T-1202 mà không cho qua NHT Ta thấy phân đoạn Light Naphtha nhiệt độ sôi thấp lượng C4- dịng Full Range Naphtha cịn khơng Nếu dịng Full Range Naphtha qua NHT trình C4- tách cách triệt để tháp T-1201 Nếu khơng cho qua NHT lượng C4- cịn sau vào T-1202 nên nhiệt độ sơi bị thấp xuống Mặt dù cân vật chất phân đoạn đảm bảo nhược điểm lí khách quan Hai dịng xem xét góc độ tương đối Vì LN HN bán sản phẩm Chúng đưa vào phân xưởng chuyển hóa Izomer CCR Mặt khác tính tốn Blending đề tài sử dụng xăng sản phẩm Izomer, CCR, RFCC… Điều khác với dòng Kerosen, LGO HGO Trong dịng này, có Kerosen đưa qua KTU để xử lí nhiên khơng làm thay đổi nhiều tính chất LGO HGO CDU đưa phối trộn mà không qua phân xưởng chuyển hóa khác Chính ln trọng đến dịng việc lập hiệu chỉnh chọn lựa mơ hình 7.2 Trường hợp dầu Mixed: Kết tháp T-1107 Rigorous Column 'T-1107' ITERATIONS, MAXIMUM PER TRIAL TOTAL ALL TRIALS 15 22 COLUMN SUMMARY NET FLOW RATES TRAY TEMP PRESSURE DEG C KG/CM2G LIQUID VAPOR FEED KG-MOL/HR PRODUCT HEATER DUTIES M*KW 48 - 1C 57.1 7.40 - 263.7 6.4V 0.0017 52.8L 2.5W 72.9 7.90 269.6 325.4 81.1 7.91 264.1 331.3 87.7 7.92 259.0 325.8 93.3 7.93 255.4 320.7 97.9 7.94 252.1 317.1 101.8 7.95 246.9 313.8 106.1 7.96 235.7 308.6 112.8 7.97 210.9 297.4 10 126.5 7.98 168.8 272.6 11 153.2 7.99 1504.6 230.5 12 154.5 8.00 1526.4 441.1 13 155.3 8.01 1539.5 462.9 14 156.1 8.03 1549.6 476.1 15 156.7 8.04 1558.7 486.1 16 157.4 8.05 1567.8 495.2 17 158.2 8.06 1577.4 504.4 18 159.0 8.07 1587.5 513.9 19 159.8 8.08 1598.1 524.0 20 160.7 8.09 1609.2 534.6 21 161.8 8.10 1620.8 545.7 22 163.0 8.11 1633.2 557.4 23 164.8 8.12 1646.4 569.7 24 167.8 8.13 1659.8 582.9 25 173.7 8.14 1668.2 596.3 26R 187.3 8.15 604.7 1125.2L 1063.5L 0.0053 FEED AND PRODUCT STREAMS TYPE STREAM PHASE - -FEED FROM TO LIQUID FLOW RATES KG-MOL/HR HEAT RATES TRAY TRAY FRAC M*KW 11 1.0000 1125.19 0.0107 STA_FEED LIQUID PROD OFFGAS_STA VAPOR 6.39 0.0000 PROD LPG LIQUID 52.80 0.0001 PROD NUOC WATER 2.52 0.0000 PROD NAPHTA_FULL LIQUID 26 1063.48 0.0141 OVERALL MOLE BALANCE, (FEEDS - PRODUCTS) OVERALL HEAT BALANCE, (H(IN) - H(OUT) ) 1.9984E-13 3.1328E-13 SPECIFICATIONS 49 SPECIFICATION PARAMETER NUMBER TRAY COMP SPECIFICATION SPECIFIED CALCULATED TYPE NO NO TYPE VALUE - - (ACTIVE) STRM OFFG WT RATE 3.290E+02 3.290E+02 (ACTIVE) UNIT T-11 WT REFLUX 1.509E+04 1.509E+04 - VALUE Currently using rigorous calculations Các thơng số vận hành có sai khác với thông số thực tế nhiều trường hợp Nhưng nằm giới hạn cho phép thiết bị Dịng LPG lúc có lưu lượng lớn theo tài liệu Material Balane STREAM 'LPG' TOTAL LIQUID 52.8007 52.8007 57.08 57.08 7.40 7.40 57.2151 57.2151 1959.2451 1959.2451 0.7147 0.7147 - H2 0.0000 0.0000 - NH3 0.0000 0.0000 - H2S 0.0000 0.0000 - H2O 1.7591E-03 1.7591E-03 - METHANE 4.9968E-04 4.9968E-04 - ETHANE 0.0121 0.0121 - PROPANE 0.1467 0.1467 - IBUTANE 0.1470 0.1470 - BUTANE 0.5794 0.5794 10 - 22PR 0.0000 0.0000 11 - IPENTANE 0.0795 0.0795 12 - PENTANE 0.0326 0.0326 13 - CYPNTANE 2.5719E-04 2.5719E-04 14 - 22MB 3.1663E-05 3.1663E-05 15 - 23MB 8.4610E-06 8.4610E-06 16 - 2MP 4.2262E-05 4.2262E-05 17 - 3MP 1.0353E-05 1.0353E-05 18 - HEXANE 1.3708E-05 1.3708E-05 19 - NBP 1.9710E-05 1.9710E-05 RATE, KG-MOL/HR TEMPERATURE, C PRESSURE, KG/CM2G MOLECULAR WEIGHT FRACTION 1.0000 ENTHALPY, KCAL/KG-MOL CP, KCAL/KG-C MOLAR COMPOSITIONS 50 50 20 - NBP 63 2.1795E-05 2.1795E-05 21 - NBP 76 2.1788E-06 2.1788E-06 22 - NBP 88 1.3595E-07 1.3595E-07 23 - NBP 100 9.6319E-09 9.6319E-09 24 - NBP 114 3.4877E-10 3.4877E-10 25 - NBP 128 1.5185E-11 1.5185E-11 26 - NBP 141 3.8536E-13 3.8536E-13 27 - NBP 155 6.7963E-15 6.7963E-15 28 - NBP 169 5.3835E-17 5.3835E-17 29 - NBP 183 2.9682E-20 2.9682E-20 30 - NBP 197 5.9639E-24 5.9639E-24 31 - NBP 211 5.9131E-28 5.9131E-28 32 - NBP 225 2.3468E-32 2.3468E-32 33 - NBP 239 0.0000 0.0000 Hàm lượng C3, C4 chiếm phần lớn LPG (87.31%) nên kết phù hợp - Kết tháp T-1202 Rigorous Column 'T-1202' ITERATIONS, MAXIMUM PER TRIAL 15 TOTAL ALL TRIALS 13 COLUMN SUMMARY NET FLOW RATES TRAY TEMP PRESSURE DEG C KG/CM2G - LIQUID VAPOR FEED PRODUCT KG-MOL/HR 70.8 1.10 1357.3 79.9 1.10 1344.1 1633.9 85.7 1.12 1345.9 1620.7 88.9 1.14 1348.0 1622.5 90.7 1.16 1348.5 1624.6 91.9 1.18 1347.9 1625.1 92.8 1.20 1346.9 1624.5 93.5 1.22 1345.6 1623.4 276.6L 94.2 1.24 1344.3 1622.2 10 94.9 1.25 1342.9 1620.8 11 95.6 1.27 1341.4 1619.4 12 96.2 1.29 1339.9 1618.0 13 96.9 1.31 1338.1 1616.4 DUTIES M*KW - - 1C HEATER 0.0123 51 14 97.5 1.33 1336.0 1614.7 15 98.2 1.35 1333.2 1612.5 16 99.0 1.37 1329.1 1609.8 17 99.9 1.39 1322.0 1605.6 18 101.2 1.41 1307.4 1598.5 19 103.2 1.43 1272.0 1583.9 20 107.3 1.45 1184.1 1548.6 21 117.2 1.47 2246.1 1460.7 22 120.0 1.49 2269.8 1459.2 23 121.8 1.51 2283.6 1482.9 24 123.3 1.53 2292.2 1496.7 25 124.5 1.55 2298.0 1505.3 26 125.8 1.56 2302.0 1511.1 27 127.3 1.58 2304.3 1515.1 28 129.0 1.60 2304.4 1517.4 29 131.2 1.62 2300.8 1517.5 30 134.2 1.64 2290.7 1513.9 31 138.6 1.66 2269.5 1503.8 32 145.4 1.68 2230.8 1482.5 33R 156.1 1.70 1063.5M 1443.9 786.9L 0.0136 FEED AND PRODUCT STREAMS TYPE STREAM PHASE - FROM TO LIQUID FLOW RATES HEAT RATES TRAY TRAY FRAC KG-MOL/HR M*KW 21 0.9810 1063.49 0.0085 FEED S7 MIXED PROD LIGH_NAPHTA LIQUID 276.57 0.0010 PROD H_NAPHTA LIQUID 33 786.92 0.0088 OVERALL MOLE BALANCE, (FEEDS - PRODUCTS) OVERALL HEAT BALANCE, (H(IN) - H(OUT) 4.9960E-13 ) -3.6687E-08 SPECIFICATIONS SPECIFICATION NUMBER PARAMETER TRAY COMP SPECIFICATION SPECIFIED CALCULATED TYPE NO NO TYPE VALUE - - (ACTIVE) STRM LIGH WT RATE 2.194E+04 2.194E+04 (ACTIVE) UNIT T-12 WT REFLUX 1.077E+05 1.077E+05 - VALUE Currently using rigorous calculations Trường hợp thơng số tháp T-1202 khơng có khác nhiều so với dùng nguyên liệu 100% dầu Bạch Hổ Kết hai dòng LN HN sau: 52 Dịng Mơ Tài liệu Sai số (%) Tỉ trọng LIGHT NAPHTHA 0.651 0.646 0.71 HEAVY NAPHTHA 0.729 0.741 1.61 Bảng19: So sánh tỉ trọng LN HN mô tài liệu - LV % 5% 10% 30% 50% 70% 90% 95% Đường cong chưng cất ASTM D86 LIGHT NAPHTA Tài Mô liệu sai số (%) 33 43 22.7 49 48 1.9 46 50 7.6 61 52 16.4 63 64 2.1 65 69 5.9 72 78 7.9 HEAVY NAPHTHA Mô Tài sai số liệu (%) 101 90 12.3 106 106 0.2 118 119 1.2 126 128 1.9 136 138 1.7 151 155 2.9 160 164 2.2 Bảng20: So sánh ASTM D86 LN HN mơ tài liệu Nhìn kết sai số tương tự phần 7.1 nguyên nhân gây sai số vấn đề đề cập đến phần 7.1 Kết luận: Qua tất tính tốn, phân tích, lựa chọn Chúng ta thấy mơ hình xây dựng chạy kết dịng sản phẩm xác so với tài liệu Những thông số vận hành thiết bị gần với thực tế Bên cạnh có số hạn chế nguyên nhân khách qua phân tích phần trước Tuy nhiên với mục đích sử dụng mơ hình tính chất dịng sản phẩm phục vụ cho cơng việc đề tài “dầu thơ thay thế” mơ hình hồn tồn chấp nhận Mơ hình chạy với hai nguồn nguyên liệu khác cho kết gần với số liệu tài liệu Material Balane Do mơ hình sử dụng để chạy loại dầu khác cho kết tin cậy 53 Phụ lục: Tài liệu tham khảo: [1] - 8474L-011-PDS-CV-001-C [2] - 8474L-011-ML-001-A [3] - 8474L-011-PFD-0010-003-0 [4] - Basic of Design6.011.PS.0004_D3 [5] - Equipment List6.011.EL.0001_D3 [6] - 8474L-011-PFD-0010-002-0 [7] – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, trang171, tập 2, NXT Khoa học kỹ thuật, 2006 [8] - Page 23-29 of 6960-011-DS-0102 [9] - Tài liệu hướng dẫn sử dụng Pro/II 8.0 54 ... NCBLEND=EXCL SULF(PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS AROM(TOTA,PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS NAPH(PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(TOTAL,PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(ISO,PCT) NCFILL=SIMSCI,... NCBLEND=EXCL SULF(PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS AROM(TOTA,PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS NAPH(PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(TOTAL,PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(ISO,PCT) NCFILL=SIMSCI,... NCBLEND=EXCL SULF(PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS AROM(TOTA,PCT) NCFILL=NOFILL, NCBLEND=MISS NAPH(PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(TOTAL,PCT) NCFILL=SIMSCI, NCBLEND=MISS PARA(ISO,PCT) NCFILL=SIMSCI,